RU2373605C1 - Method of making optoelectronic microassemblies - Google Patents
Method of making optoelectronic microassemblies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373605C1 RU2373605C1 RU2008118045/28A RU2008118045A RU2373605C1 RU 2373605 C1 RU2373605 C1 RU 2373605C1 RU 2008118045/28 A RU2008118045/28 A RU 2008118045/28A RU 2008118045 A RU2008118045 A RU 2008118045A RU 2373605 C1 RU2373605 C1 RU 2373605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- radiation
- glass
- mirrors
- photodiodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства микроэлектронных устройств частного применения в виде микросборок [1, с.13, с.325; 2, с.9, с.10, рис.1.1], состоящих из полупроводниковых приборов и микросхем на твердом теле, сформированных на одной общей диэлектрической подложке, содержащей полупроводниковые компоненты, чувствительные к свету и специально предназначенные для управления энергией электрических сигналов, составляющих информационный поток, подлежащий обработке в соответствии с алгоритмом функционирования микросборки.The invention relates to the production of microelectronic devices for private use in the form of microassemblies [1, p.13, p.325; 2, p. 9, p. 10, fig. 1.1], consisting of semiconductor devices and solid-state microcircuits, formed on one common dielectric substrate containing semiconductor components that are sensitive to light and specially designed to control the energy of electrical signals that make up information the stream to be processed in accordance with the microassembly functioning algorithm.
Известны [3, с.3] основные достоинства, присущие электронно-оптическим устройствам, а именно: идеальная электрическая развязка входов и выходов приборов; скрытность передачи информации по оптическому каналу связи; высокая помехозащищенность оптических каналов связи, - что способствует повышению надежности функционирования цифровых микроэлектронных устройств в условиях воздействия дестабилизирующих факторов. Для передачи информационных сигналов в оптоэлектронных устройствах в виде импульсов оптического излучения, распространяющихся по светопроводу из прозрачной иммерсионной среды от источника излучения (например, светодиода) к фотоприемнику (например, фотодиоду), применяют различные оптоэлектронные приборы: оптроны, оптопары, волстроны и др. [3, с.122, с.124, рис.5.1, рис.5.2], которые содержат в составе единой конструкции прибора взаимосвязанные через прозрачный световой канал светодиоды и фотодиоды.Known [3, p.3] the main advantages inherent in electronic-optical devices, namely: ideal electrical isolation of the inputs and outputs of devices; secrecy of information transmission through an optical communication channel; high noise immunity of optical communication channels, which helps to increase the reliability of digital microelectronic devices under the influence of destabilizing factors. To transmit information signals in optoelectronic devices in the form of optical radiation pulses propagating through a light guide from a transparent immersion medium from a radiation source (eg, an LED) to a photodetector (eg, a photodiode), various optoelectronic devices are used: optocouplers, optocouplers, wristrons, etc. [ 3, p.122, p.124, fig.5.1, fig.5.2], which contain LEDs and photodiodes interconnected through a transparent light channel in a single device design.
Известен способ изготовления оптоэлектронных узлов, выполненных в виде объемного оптоэлектронного модуля и основания с управляющим модулем [4]. При изготовлении узла по данному способу внутри основания размещают световоды и U-образные разветвители, которые соединяют зигзагообразными разветвителями, снабженными оптическими выключателями. Полости световодов и U-образных разветвителей заполняют жидкокристаллическим материалом и оптоволокном. Входы и выходы оптоэлектронного узла выполняют в виде окон основания; в которых размещают приемные и светоизлучающие элементы. Светодиоды и фотодиоды устанавливают на монтажной поверхности основания, соответственно, светоизлучающими и фотопринимающими поверхностями, обращенными к монтажной поверхности основания.A known method of manufacturing optoelectronic nodes, made in the form of a bulk optoelectronic module and base with a control module [4]. In the manufacture of the node by this method, optical fibers and U-shaped couplers are placed inside the base, which are connected by zigzag couplers equipped with optical switches. The cavities of the optical fibers and U-shaped splitters are filled with liquid crystal material and optical fiber. The inputs and outputs of the optoelectronic node are in the form of base windows; in which receiving and light-emitting elements are placed. LEDs and photodiodes are mounted on the mounting surface of the base, respectively, with light emitting and photo-receiving surfaces facing the mounting surface of the base.
Недостатком являются ограниченные функциональные возможности узлов, изготовленных по данному способу, из-за значительной чувствительности жидкокристаллических материалов к дестабилизирующему воздействию высоких и низких температур, магнитных полей, ионизирующих излучений и других внешних факторов.The disadvantage is the limited functionality of the nodes manufactured by this method, due to the significant sensitivity of liquid crystal materials to the destabilizing effect of high and low temperatures, magnetic fields, ionizing radiation and other external factors.
Известен способ изготовления оптоэлектронных устройств в виде функционально законченных печатных узлов, при котором электронные и оптические компоненты располагают на коммутационном основании, выполненном по технологии печатного монтажа [5]. По данному способу на поверхности печатной платы (изготовленной по технологии печатного монтажа из фольгированного текстолита, гетинакса или стеклотекстолита) монтируют по технологии пайки, сварки или другие корпусированные микросхемы, информационные выходные шины которых соединяют с информационными входными шинами других микросхем посредством оптопар, оптронов или волстронов. При этом, например, на одну из поверхностей оптического канала внутри конструкции оптрона нанесен светоотражающий слой, исключающий возможность разветвления передаваемого оптического сигнала [3, с.125, рис.5.3, г].A known method of manufacturing optoelectronic devices in the form of functionally complete printed units, in which the electronic and optical components are placed on a switching base made using printed circuit technology [5]. According to this method, on the surface of a printed circuit board (made using printed wiring technology from foil textolite, getinax or fiberglass), they are mounted using soldering, welding or other packaged microcircuits, the information output buses of which are connected to the information input buses of other microcircuits by means of optocouplers, optocouplers or volstrons. In this case, for example, a reflective layer is applied to one of the surfaces of the optical channel inside the structure of the optocoupler, eliminating the possibility of branching of the transmitted optical signal [3, p.125, Fig. 5.3, d].
Недостатком являются ограниченные функциональные возможности оптоэлектронных устройств, изготовленных по технологии печатного монтажа, обусловленные невозможностью разветвления оптических информационных сигналов, распространяющихся в замкнутом прозрачном оптическом канале оптопар.The disadvantage is the limited functionality of optoelectronic devices made using printed circuit technology, due to the inability to branch optical information signals propagating in a closed transparent optical channel of optocouplers.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления оптоэлектронных устройств по гибридной технологии [1, с.322, с.324, рис.14.8, с.418]. При изготовлении оптоэлектронного устройства по данному способу цифровые интегральные микросхемы и оптоэлектронные приборы (оптопары) монтируют на ситалловой или стеклянной подложке [1, с.54, рис.3.1; 6, с.85, табл.8.1] внутри корпуса микросборки [2, с.10, рис.1.1].The closest in technical essence to the proposed one is a method of manufacturing optoelectronic devices using hybrid technology [1, p. 322, p. 324, fig. 14.8, p. 418]. In the manufacture of an optoelectronic device by this method, digital integrated circuits and optoelectronic devices (optocouplers) are mounted on a ceramic or glass substrate [1, p. 54, Fig. 3.1; 6, p. 85, tab. 8.1] inside the microassembly body [2, p. 10, fig. 1.1].
Технологический процесс изготовления оптоэлектронного устройства по известному способу включает:The manufacturing process of the optoelectronic device by a known method includes:
- топологический расчет посадочных мест для размещения микросхем и оптопар на монтажной поверхности подложки и расчет геометрических размеров контактных площадок и электрических проводников между ними [6, с.111, с.133, с.178, с.203, с.212];- topological calculation of seats for placing microcircuits and optocouplers on the mounting surface of the substrate and calculation of the geometric dimensions of the contact pads and electrical conductors between them [6, p.111, p.133, p.178, p.203, p.212];
- изготовление стеклянной подложки с полированными поверхностями [1, с.54];- manufacture of a glass substrate with polished surfaces [1, p. 54];
- нанесение на монтажную поверхность подложки контактных площадок и электрических проводников между ними по тонкопленочной технологии [1, с.418, с.420, с.421, табл.19.1; 6, с.83, с.87];- drawing on the mounting surface of the substrate of the contact pads and electrical conductors between them using thin-film technology [1, p. 418, p. 420, p. 421, table 19.1; 6, p. 83, p. 87];
- монтаж микросхем и оптопар на соответствующие посадочные места монтажной поверхности подложки [1, с.322, с.324, рис.14.8, с.418];- installation of microcircuits and optocouplers on the corresponding seats of the mounting surface of the substrate [1, p. 322, p. 324, fig. 14.8, p. 418];
- установку подложки в корпус микросборки [1, с.52, с.314, с.322, с.326, рис.14.11; 2, с.10, рис.1.1].- installation of the substrate in the housing of the microassembly [1, p. 52, p. 314, p. 322, p. 326, Fig. 14.11; 2, p.10, fig.1.1].
Недостатком способа также являются ограниченные функциональные возможности оптоэлектронных устройств в виде микросборок, изготовленных по известной гибридной тонкопленочной технологии, из-за невозможности разветвления оптических информационных сигналов, распространяющихся в замкнутом прозрачном оптическом канале оптопар от выходной информационной шины одной микросхемы на входную информационную шину другой смежной микросхемы.The disadvantage of this method is the limited functionality of optoelectronic devices in the form of microassemblies made using the known hybrid thin-film technology, due to the impossibility of branching optical information signals propagating in a closed transparent optical channel of the optocouplers from the output information bus of one microcircuit to the input information bus of another adjacent microcircuit.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей микросборки, изготовленной по предлагаемому способу.The task of the invention is to expand the functionality of the microassembly manufactured by the proposed method.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления оптоэлектронной микросборки, содержащей корпус с установленными на его стеклянной подложке цифровыми интегральными микросхемами, соответствующие информационные выходные и входные шины которых взаимодействуют посредством пучков импульсного светового излучения, распространяющегося от светодиодов к фотодиодам, включающем топологический расчет посадочных мест для размещения микросхем, светодиодов и фотодиодов на верхней монтажной поверхности подложки и геометрических размеров контактных площадок и электрических проводников между ними, изготовление стеклянной подложки с полированными поверхностями, нанесение на верхнюю монтажную поверхность подложки тонкопленочных контактных площадок и электрических проводников между ними, монтаж микросхем, светодиодов и фотодиодов на соответствующие посадочные места верхней монтажной поверхности подложки и установку подложки в корпус микросборки, при выполнении топологического расчета дополнительно определяют места расположения на верхней и нижней поверхностях подложки зеркал с отражающей поверхностью, обращенной к стеклу, и предназначенных для отражения пучка электромагнитного светового излучения, распространяющегося в соответствии со схемой оптического соединения сквозь стеклянную подложку от светодиода к взаимодействующему фотодиоду, и вычисляют углы падения на подложку пучков излучения для каждого посадочного места светодиодов, оптически связанных с соответствующими фотодиодами. После изготовления стеклянной подложки с полированными поверхностями наносят на ее верхнюю и нижнюю поверхности зеркала в соответствии с результатами топологического расчета мест расположения зеркал на поверхностях подложки. Далее после нанесения на верхнюю поверхность подложки тонкопленочных контактных площадок и электрических проводников между ними подвергают стеклянную подложку радиационному тонированию электромагнитным рентгеновским или гамма-излучением дозой 102…104 Гр. Затем пропускают сквозь стеклянную подложку последовательно через каждое из посадочных мест светодиодов пучки остросфокусированного импульсного или непрерывного лазерного обрабатывающего излучения под соответствующими углами падения на стекло с фокусным расстоянием, многократно превышающим длину подложки и энергией 25-50 мДж в течение промежутка времени, достаточного для образования в стекле подложки прозрачного светопроводящего канала связи между соответствующей парой взаимодействующих светодиодов и фотодиодов. Вместе с тем зеркала наносят на нижнюю и верхнюю поверхности подложки дискретно в соответствии с результатами топологического расчета мест расположения зеркал на нижней и верхней поверхностях. Кроме того, на нижнюю поверхность подложки наносят сплошной зеркальный слой, а на верхнюю поверхность подложки зеркала наносят дискретно в соответствии с результатами топологического расчета мест расположения зеркал на верхней поверхности подложки, а в качестве зеркал используют нанесенный по тонкопленочной технологии металл, например алюминий.The problem is solved in that in a method for manufacturing an optoelectronic microassembly containing a housing with digital integrated circuits mounted on its glass substrate, the corresponding information output and input buses of which interact via beams of pulsed light radiation propagating from LEDs to photodiodes, including topological calculation of the seats for placement of microcircuits, LEDs and photodiodes on the upper mounting surface of the substrate and geometric measures of the contact pads and electrical conductors between them, the manufacture of a glass substrate with polished surfaces, the application of thin-film contact pads and electrical conductors between them on the upper mounting surface of the substrate, the installation of microcircuits, LEDs and photodiodes on the corresponding seats on the upper mounting surface of the substrate and the installation of the substrate in the housing microassemblies, when performing a topological calculation, additionally determine the location on the upper and lower surfaces x the substrate of mirrors with a reflecting surface facing the glass, and designed to reflect a beam of electromagnetic light radiation propagating in accordance with the optical connection scheme through the glass substrate from the LED to the interacting photodiode, and the angles of incidence of the radiation beams on the substrate for each LED spot are calculated, optically coupled to respective photodiodes. After the manufacture of a glass substrate with polished surfaces, it is applied to its upper and lower surfaces in accordance with the results of a topological calculation of the location of the mirrors on the surfaces of the substrate. Then, after applying thin-film contact pads and electrical conductors between them onto the upper surface of the substrate, the glass substrate is subjected to radiation tinting by electromagnetic x-ray or gamma radiation at a dose of 10 2 ... 10 4 Gy. Then, beams of sharply focused pulsed or continuous laser processing radiation are transmitted sequentially through each of the seats of the LEDs through the glass substrate at appropriate angles of incidence on the glass with a focal length many times greater than the length of the substrate and an energy of 25-50 mJ for a period of time sufficient to form in the glass the substrate of a transparent light-conducting communication channel between the corresponding pair of interacting LEDs and photodiodes. At the same time, mirrors are applied discretely to the lower and upper surfaces of the substrate in accordance with the results of topological calculation of the locations of the mirrors on the lower and upper surfaces. In addition, a continuous mirror layer is applied to the lower surface of the substrate, and mirrors are applied discretely to the upper surface of the substrate in accordance with the results of topological calculation of the locations of the mirrors on the upper surface of the substrate, and thin-film technology, such as aluminum, is used as mirrors.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
фиг.1 - фрагмент структуры (сечение) оптоэлектронной микросборки с дискретно расположенными зеркалами на верхней монтажной поверхности подложки и сплошным светоотражающим слоем на нижней поверхности подложки;figure 1 is a fragment of the structure (section) of the optoelectronic microassembly with discrete mirrors on the upper mounting surface of the substrate and a continuous reflective layer on the lower surface of the substrate;
фиг.2 - фрагмент структуры (сечение) подложки после операций нанесения на стекло тонкопленочных дискретных зеркал, контактных площадок и электрических проводников и последующей операции радиационного тонирования (темнения) стекла;figure 2 is a fragment of the structure (cross section) of the substrate after the operations of applying to the glass thin-film discrete mirrors, pads and electrical conductors and the subsequent operation of radiation tinting (darkening) of the glass;
фиг.3 - схема формирования лучом лазерного излучения, например первого прозрачного светопроводящего канала в радиационно тонированной стеклянной подложке;figure 3 - diagram of the formation of a beam of laser radiation, for example, the first transparent light-conducting channel in a radiation-tinted glass substrate;
фиг.4 - схема формирования лучом лазерного излучения второго прозрачного светопроводящего канала в радиационно тонированной стеклянной подложке.4 is a diagram of the formation by a laser beam of a second transparent light guide channel in a radiation-tinted glass substrate.
На чертежах обозначено: 1 - крышка корпуса микросборки; 2 - основание корпуса микросборки; 3 - стеклянная подложка толщиной b (радиационно тонированная область); 4 - прозрачные (отсвеченные) светопроводящие каналы в стеклянной подложке; 5 - клей (клеящий компаунд); 6 - верхняя монтажная поверхность подложки; 7 - нижняя монтажная поверхность подложки; 8 - сплошной светоотражающий (зеркальный) слой на нижней поверхности подложки; 9 - контактные площадки и пленочные электрические проводники; 10 - дискретные зеркала на верхней монтажной поверхности подложки; 11 - кристаллы цифровых интегральных микросхем; 12 - электрические выводы, например шариковые, микросхем; 13 - светодиод, подключенный к информационной выходной шине микросхемы; 14 - фотодиоды, подключенные к информационным входным шинам микросхем; 15 - оптическая ось распространения светового пучка сигнального излучения по прозрачному светопроводящему каналу стеклянной подложки от светодиода к фотодиодам; 16 - дискретные зеркала на нижней монтажной поверхности подложки; 17 - технологический лазер (источник лазерного обрабатывающего излучения); 18 - оптическая ось распространения пучка лазерного обрабатывающего излучения; Хпмi - координаты по оси абсцисс посадочных мест светодиодов и фотодиодов; Хвзi - координаты по оси абсцисс дискретных зеркал на верхней монтажной поверхности подложки; Хнзi - координаты по оси абсцисс дискретных зеркал на нижней монтажной поверхности подложки, где i - порядковый номер; ά1 - угол падения лазерного обрабатывающего излучения на стеклянную поверхность подложки при формировании, например, первого прозрачного светопроводящего канала; β1 - угол преломления лазерного обрабатывающего излучения в стекле при формировании первого прозрачного светопроводящего канала; ά2 - угол падения лазерного обрабатывающего излучения на стеклянную поверхность подложки при формировании второго прозрачного светопроводящего канала; β2 - угол преломления лазерного обрабатывающего излучения в стекле при формировании второго прозрачного светопроводящего канала; φ - угол отражения светового луча (лазерного обрабатывающего или сигнального излучения) от зеркальной поверхности светоотражающего слоя.The drawings indicate: 1 - the cover of the microassembly; 2 - the base of the microassembly; 3 - glass substrate of thickness b (radiation-tinted region); 4 - transparent (illuminated) light guide channels in a glass substrate; 5 - glue (adhesive compound); 6 - upper mounting surface of the substrate; 7 - lower mounting surface of the substrate; 8 - a continuous reflective (mirror) layer on the lower surface of the substrate; 9 - contact pads and film electrical conductors; 10 - discrete mirrors on the upper mounting surface of the substrate; 11 - crystals of digital integrated circuits; 12 - electrical leads, for example, ball, microcircuits; 13 - LED connected to the information output bus of the chip; 14 - photodiodes connected to the information input buses of microcircuits; 15 - the optical axis of the propagation of the light beam of signal radiation through a transparent light-conducting channel of the glass substrate from the LED to the photodiodes; 16 - discrete mirrors on the lower mounting surface of the substrate; 17 - a technological laser (a source of laser processing radiation); 18 - optical axis of the beam of the laser processing radiation; Хпmi - coordinates along the abscissa axis of the seats of LEDs and photodiodes; Хвзi - coordinates along the abscissa axis of discrete mirrors on the upper mounting surface of the substrate; Хнзi - coordinates along the abscissa axis of discrete mirrors on the lower mounting surface of the substrate, where i is the serial number; ά1 is the angle of incidence of the laser processing radiation on the glass surface of the substrate during the formation of, for example, the first transparent light-conducting channel; β1 is the angle of refraction of the laser processing radiation in the glass during the formation of the first transparent light-conducting channel; ά2 is the angle of incidence of the laser processing radiation on the glass surface of the substrate during the formation of the second transparent light-conducting channel; β2 is the angle of refraction of the laser processing radiation in the glass during the formation of the second transparent light-conducting channel; φ is the angle of reflection of the light beam (laser processing or signal radiation) from the mirror surface of the reflective layer.
Координаты дискретных зеркал 10, 16 и посадочных мест светодиодов 13 и фотодиодов 14 по оси ординат на чертежах фиг.1…4 условно не показаны.The coordinates of the
Порядок выполнения операций предлагаемого способа изготовления оптоэлектронной микросборки состоит в следующем (см. дополнительно чертежи фиг.1…4):The order of operations of the proposed method for manufacturing an optoelectronic microassembly is as follows (see additionally, drawings 1 ... 4):
1) Выполняют топологический расчет посадочных мест для размещения микросхем 11, светодиодов 13 и фотодиодов 14 на верхней монтажной поверхности 6 подложки 3 и геометрических размеров контактных площадок 9 и электрических проводников 9 между ними в соответствии с физико-топологическими моделями элементов [6, с.111, с.133, с.178, с.203, с.212].1) Perform a topological calculation of the seats for the placement of
Дополнительно рассчитывают координаты по осям абсцисс и ординат мест расположения на верхней 6 и нижней 7 поверхностях подложки 3 зеркал 10, 16 с отражающей поверхностью, обращенной к стеклу 3, и предназначенных для отражения пучка электромагнитного светового излучения 15, распространяющегося в соответствии со схемой оптического соединения сквозь стеклянную подложку 3 от светодиода 13 к взаимодействующим фотодиодам 14.Additionally, coordinates are calculated on the abscissa and ordinates of the locations on the upper 6 and lower 7 surfaces of the
При определении места расположения светодиода 13 (см. фиг.1), оптическое излучение 15 которого распределяется по отдельным прозрачным каналам 4 связи с несколькими фотодиодами 14, топологический расчет необходимо вести с учетом диаграммы направленности излучения светодиодов 13 [3, с.13, с.17, с.18, рис.2.2, г, рис.2.3, г, с.19, рис.2.5, г].When determining the location of the LED 13 (see figure 1), the optical radiation 15 of which is distributed through separate
Геометрический размер плоскости каждого из зеркал 10, 16 должен обеспечивать отражение всего пучка оптического сигнального излучения 15, распространяющегося по прозрачному светопроводящему каналу 4 оптической связи светодиодов 13 и соответствующих им фотодиодов 14.The geometric size of the plane of each of the
Кроме того, вычисляют углы άi падения на подложку 3 пучков излучения (лазерного обрабатывающего 18 и сигнального светового 15) для каждого посадочного места светодиодов 13, оптически связанных с соответствующими фотодиодами 14.In addition, the angles of incidence άi on the
Топологический расчет и расчет элементов оптической схемы взаимодействия светодиодов 13 и фотодиодов 14 выполняют в соответствии с основными законами геометрической оптики с учетом толщины b стеклянной подложки 3 [7, с.261, рис.229, с.262, рис.230].The topological calculation and calculation of the elements of the optical interaction scheme of the
При выполнении топологических расчетов применяют специализированное программное обеспечение и средства автоматизации проектирования [6, с.214] - компьютеры;When performing topological calculations, specialized software and design automation tools are used [6, p.214] - computers;
2) Изготовляют стеклянную подложку 3, например, путем нарезки из листовой заготовки с параллельными полированными верхней 6 и нижней 7 монтажными поверхностями [1, с.54]. Толщина b стеклянной подложки должна соответствовать данным топологического расчета параметров элементов оптической схемы взаимодействия светодиодов 13 и фотодиодов 14, выполненного в соответствии с основными законами геометрической оптики [7, с.261, рис.229, с.262, рис.230];2) A
3) Наносят по тонкопленочной технологии [1, с.418, с.420, с.421, табл.19.1; 6, с.83, с.87] на верхнюю 6 и нижнюю 7 полированные поверхности стеклянной подложки 3 зеркала 8, 10, 16, например, из алюминия толщиной не более 12 мкм [8, с.176] в соответствии с данными топологического расчета мест расположения зеркал 10, 16 на поверхностях подложки 3 и их размеров;3) Apply by thin-film technology [1, p. 418, p. 420, p. 421, table 19.1; 6, p.83, p.87] on the upper 6 and lower 7 polished surfaces of the
4) Наносят по тонкопленочной технологии [1, с.418, с.420, с.421, табл.19.1; 6, с.83, с.87] на верхнюю поверхность 6 стеклянной подложки 3 контактные площадки 9 и электрические проводники 9 между ними, например, из меди и других металлов [8, с.176] в соответствии с данными топологического расчета контактных площадок 9 и электрических проводников 9;4) Apply by thin-film technology [1, p. 418, p. 420, p. 421, table 19.1; 6, p.83, p.87] on the
5) Подвергают стеклянную подложку 3 радиационному тонированию электромагнитным рентгеновским или гамма-излучением дозой 102…104 Гр [9, с.273; 10. с.37].5) Subject the
При этом происходит потемнение стекла 3 (стекло приобретает золотисто-коричневый оттенок) и оптическая плотность (показатель преломления) радиационно-тонированного стекла 3 возрастает (например, до величины nтон=1,52 по сравнению с показателем преломления прозрачного стекла nпр=1,50) [9, с.273, с.279, рис.82, с.282, табл.248, табл.249, с.283, табл.252; 10.С.41; 11];In this case, the darkening of
6) Подвергают стеклянную подложку 3 обработке лучом остросфокусированного импульсного или непрерывного лазерного излучения 18 (фокусное расстояние выходной линзы лазера 17 должно многократно превышать длину формируемого прозрачного светопроводящего канала 4, то есть быть значительно длиннее подложки 3).6) The
Длина волны лазерного обрабатывающего излучения 18 должна быть менее 2,5 мкм, т.е. соответствовать диапазону прозрачности стекла [12, с.9, рис.1, с.10]. Например, быть равной: 1,06 мкм (твердотельный лазер - неодим в стекле); 0,53…0,55 мкм (активаторы - редкоземельные элементы); 0,69 мкм (рубин); 0,85 мкм (полупроводниковый лазер) [13, С.27…28, с.160, табл.25; 14, с.39, табл.4]).The wavelength of the
Длина волны лазерного обрабатывающего излучения 18 должна соответствовать длине волны светового сигнального излучения 15 светодиодов 13, подлежащих монтажу на стеклянной подложке изготавливаемой микросборки.The wavelength of the
Энергия обрабатывающего излучения от 18 до 50 мДж [13, С.305…313].The energy of the processing radiation is from 18 to 50 mJ [13, C.305 ... 313].
Угол άi падения лазерного обрабатывающего излучения 18 на поверхность 6 стекла 3 должен обеспечивать преломление луча под углом менее предельного [7, с.305] и соответствовать данным расчета элементов оптической схемы взаимодействия светодиодов 13 и фотодиодов 14 в соответствии с основными законами геометрической оптики с учетом толщины b стеклянной подложки 3 [7, с.261, рис.229, с.262, рис.230], выполненным по п.1 (см. выше).The angle паденияi of incidence of the
Пропускают пучок импульсного или непрерывного лазерного обрабатывающего излучения 18 через стеклянную радиационно-тонированную подложку 3 в течение промежутка времени до 60 с (при формировании каждого из каналов 4).A beam of pulsed or continuous
Время лазерной обработки подложки 3 предопределяется длительностью образования в стекле узкого отсвеченного [9, с.373] канала 4. В результате лазерной обработки происходит восстановление прозрачности стекла [10, с.38; 11].The time of laser processing of the
При формировании отсвеченного канала 4 в радиационно-тонированной стеклянной подложке 3 (см. фиг.3…4) происходит восстановление прозрачности стекла вдоль оси распространения лазерного излучения 18. Диаметр формируемого прозрачного канала 4 предопределяется диаметром пучка лазерного обрабатывающего излучения 18 в соответствии с гауссовым законом распределения мощности излучения в сечении светового пучка, причем граница раздела радиационно-тонированной 3 и прозрачной 4 областей подложки имеет четко выраженный характер [10; 11];When forming the
7) Осуществляют монтаж микросхем 11, светодиодов 13 и фотодиодов 14 на соответствующие посадочные места монтажной поверхности 6 подложки 3 [1, с.322, с.324, рис.14.8, с.418];7) Carry out the installation of
8) Проводят установку подложки 3 в корпус микросборки, включая фиксацию подложки 3 на основании 2 корпуса, например, с помощью клея 5, электрический монтаж выводов подложки 3 с выводами корпуса и приварку крышки 1 к основанию 2 корпуса [1, с.52, с.314, с.322, с.326, рис.14.11; 2, с.10, рис.1.1].8) Carry out the installation of the
Таким образом, предлагаемый способ изготовления оптоэлектронных микросборок выгодно отличается от известных, так как обеспечивает возможность реализации оптической связи каждой из информационных шин микросхем с несколькими входными информационными шинами других микросхем, что существенно расширяет функциональные возможности обработки информационных потоков в оптоэлектронных микросборках.Thus, the proposed method for the manufacture of optoelectronic microassemblies compares favorably with the known ones, since it provides the possibility of implementing optical communication of each of the information buses of the microcircuits with several input information buses of other microcircuits, which significantly expands the functionality of processing information flows in optoelectronic microassemblies.
Использованные источникиUsed sources
1. Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб и доп. - М.: Радио и связь, 1987. - 464 с.: ил.1. Chernyaev V.N. Technology for the production of integrated circuits and microprocessors: A textbook for universities. 2nd ed., Revised and add. - M.: Radio and communications, 1987. - 464 p.: Ill.
2. Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: Справочное пособие / П.И.Овсищер, И.И.Лившиц, А.К.Орчинский и др. / Под ред. Б.Ф.Высоцкого, В.Б.Пестрякова, О.А.Пятлина. - М.: Радио и связь, 1982. - 208 с.: ил.2. The layout and design of microelectronic equipment: Reference manual / P.I. Ovsisher, I.I. Livshits, A.K. Orchinsky et al. / Ed. B.F. Vysotsky, V. B. Pestryakova, O. A. Pyatlin. - M .: Radio and communications, 1982. - 208 p.: Ill.
3. Быстров Ю.А. и др. Оптоэлектронные устройства в радиолюбительской практике: Справ. пособие / Ю.А.Быстров, А.П.Гапунов, Г.М.Персианов. - М.: Радио и связь, 1995. - 160 с.: ил.3. Bystrov Yu.A. and other Optoelectronic devices in amateur radio practice: Ref. allowance / Yu.A. Bystrov, A.P. Gapunov, G.M. Persianov. - M .: Radio and communications, 1995 .-- 160 p .: ill.
4. Патент RU №2158020, МПК G02F 3/00. Оптоэлектронный узел / Мокрышев В.В., Мокрышев С.В. - Заявлено 01.10.1999. - Опубл. 10.20.2000. (аналог).4. Patent RU No. 2158020,
5. Горобец А.И. и др. Справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры (печатные узлы) / А.И.Горобец, А.И.Степаненко, В.М.Коронкевич. - Киев: Техника, 1985. - 312 с.: ил. (аналог).5. Gorobets A.I. and other Handbook on the design of electronic equipment (printing units) / A.I. Gorobets, A.I. Stepanenko, V.M.Koronkevich. - Kiev: Technique, 1985 .-- 312 p.: Ill. (analogue).
6. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем: Учеб. пособие для вузов / Под ред. И.П.Степаненко. - М.: Радио и связь, 1983. - 232 с.: ил. (прототип).6. Berezin A.S., Mochalkina O.R. Technology and design of integrated circuits: Textbook. manual for universities / Ed. I.P. Stepanenko. - M .: Radio and communications, 1983. - 232 p .: ill. (prototype).
7. Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 2001. - 542 с.: ил.7. Trofimova T.I. Physics Course: Textbook. manual for universities. - M .: Higher. school, 2001 .-- 542 p.: ill.
8. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1980. - 424 с.: ил.8. Stepanenko I.P. Fundamentals of Microelectronics: Textbook for universities. - M .: Owls. Radio, 1980 .-- 424 pp., ill.
9. Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций (справочник) / В.К.Князев, Н.А.Сидоров, В.Г.Курбаков, Г.В.Касьянов; Под ред. Н.А.Сидорова, В.К.Князева. - М.: Сов. радио, 1976. - 568 с., ил.9. Radiation resistance of materials of radio engineering structures (reference book) / V.K. Knyazev, N. A. Sidorov, V. G. Kurbakov, G. V. Kasyanov; Ed. N.A. Sidorova, V.K. Knyazeva. - M .: Owls. Radio, 1976 .-- 568 p., ill.
10. Кудаев С.В., Давыдов Н.Н. Моделирование параметров процесса радиационно-лазерного формирования интегрально-оптических волноводов на центрах окраски в стеклах // Проектирование и технология электронных средств. - 2001. - №3. - С.37-43.10. Kudaev S.V., Davydov N.N. Modeling process parameters of radiation-laser formation of integrated optical waveguides at color centers in glasses // Design and technology of electronic means. - 2001. - No. 3. - S. 37-43.
11. Патент РФ №2183466, МПК А61L 2/08, В65В 55/16. Способ стерилизации и защиты от подделок продукции, размещенной в стеклянной упаковке / Бутин В.И., Давыдов Н.Н., Цветкова Т.Ю. - Заявлено 26.06.2001. - Опубл. 20.06.2002. Бюл. №17.11. RF patent No. 2183466, IPC A61L 2/08, B65B 55/16. The method of sterilization and counterfeiting of products placed in glass packaging / Butin V.I., Davydov N.N., Tsvetkova T.Yu. - Declared June 26, 2001. - Publ. 06/20/2002. Bull.
12. Мачулка Г.А. Лазерная обработка стекла. - М.: Сов. радио, 1979. - 136 с., ил.12. Machulka G.A. Laser processing of glass. - M .: Owls. Radio, 1979. - 136 p., ill.
13. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. - 336 с., ил.13. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. The use of lasers in engineering and instrumentation. - L .: Mechanical engineering. Leningra. Department, 1978.- 336 p., ill.
14. Федоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. - М.: ДОСААФ, 1988. - 190 с., ил.14. Fedorov B.F. Lasers Basics of the device and application. - M.: DOSAAF, 1988 .-- 190 p., Ill.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118045/28A RU2373605C1 (en) | 2008-05-05 | 2008-05-05 | Method of making optoelectronic microassemblies |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118045/28A RU2373605C1 (en) | 2008-05-05 | 2008-05-05 | Method of making optoelectronic microassemblies |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2373605C1 true RU2373605C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41478010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118045/28A RU2373605C1 (en) | 2008-05-05 | 2008-05-05 | Method of making optoelectronic microassemblies |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2373605C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643190C2 (en) * | 2013-09-26 | 2018-01-31 | Майкро Моушн, Инк. | Optical insulator for circuit board insulation |
-
2008
- 2008-05-05 RU RU2008118045/28A patent/RU2373605C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Черняев В.Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров. - М.: «Радио и связь», 1987, 464 с. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643190C2 (en) * | 2013-09-26 | 2018-01-31 | Майкро Моушн, Инк. | Optical insulator for circuit board insulation |
US10075246B2 (en) | 2013-09-26 | 2018-09-11 | Micro Motion, Inc. | Optical isolator mounted in printed circuit board recess |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wong et al. | Technology development of a high-density 32-channel 16-Gb/s optical data link for optical interconnection applications for the optoelectronic technology consortium (OETC) | |
US7991248B2 (en) | Optical waveguide substrate and substrate mounting photoelectric hybrid circuit | |
US20080044127A1 (en) | Printed Circuit Board Element Comprising at Least One Optical Waveguide, and Method for the Production of Such a Printed Circuit Board Element | |
Bosman et al. | Ultrathin optoelectronic device packaging in flexible carriers | |
JP2008003075A (en) | Optical ranging device and method for manufacturing the same | |
GB2190789A (en) | Improvements in or relating to integrated circuits | |
TWI495914B (en) | Electronic apparatus, method for manufacturing electronic apparatus, and electronic device | |
Bona et al. | Characterization of parallel optical-interconnect waveguides integrated on a printed circuit board | |
FI88753B (en) | ANORDING FOR THE COMMITTEE AV EN INFORMATIONSOEVERFOERANDE KOMMUNIKATION MELLAN ELEKTRISKA KOMPONENTER ELLER KRETSAR | |
RU2373605C1 (en) | Method of making optoelectronic microassemblies | |
Nakama et al. | Board-to-board optical plug-in interconnection using optical waveguide plug and micro hole array | |
Jin et al. | Industry compatible embossing process for the fabrication of waveguide-embedded optical printed circuit boards | |
Betschon et al. | Mass production of planar polymer waveguides and their applications | |
US11454759B2 (en) | High-throughput manufacturing of photonic integrated circuit (PIC) waveguides using multiple exposures | |
Griese et al. | Electrical-optical printed circuit boards: Technology-Design-Modeling | |
CN105403967A (en) | Optical transmission sub-assembly and manufacturing method thereof | |
WO2018148041A1 (en) | Optoelectronic circuit having one or more double-sided substrates | |
JP3287871B2 (en) | Printed circuit board manufacturing method | |
Yoo | 2D and 3D heterogeneous photonic integrated circuits | |
Ishizawa et al. | Novel optical interconnect devices applying mask-transfer self-written method | |
JP2005338704A (en) | Wiring board with optical coupling function, its manufacturing method and optical coupling system | |
Nakama et al. | Novel optical interconnect devices and coupling methods applying self-written waveguide technology | |
TW201610504A (en) | Transmitting optical sub-assembly and manufacture method thereof | |
JPH0427904A (en) | Substrate for optical surface packaging circuit and its production | |
Bosman et al. | Fully flexible optoelectronic foil |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120506 |